對大氣污染物SO2、NOx進行研究具有重要環(huán)保意義。請回答下列問題：
（1）為減少SO2的排放，常采取的措施是將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。
已知：H2（g）＋O2（g）＝H2 O（g）  △H＝－241.8kJ·mol－1
C（s）＋O2（g）＝CO（g）   △H＝－110.5kJ·mol－1
寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式：                                  。
（2）已知汽缸中生成NO的反應為：N2（g）＋O2（g）2NO（g） △H0，若1.0 mol空氣含0.80 mol N2和0.20 mol O2，1300oC時在1.0 L密閉容器內(nèi)經(jīng)過5s反應達到平衡，測得NO為8.0×10－4 mol。
①5s內(nèi)該反應的平均速率ν（NO） ＝            （保留2位有效數(shù)字）；在1300oC 時，該反應的平
衡常數(shù)表達式K＝               。
②汽車啟動后，汽缸溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，原因是                       。
（3）汽車尾氣中NO和CO的轉(zhuǎn)化。當催化劑質(zhì)量一定時，增大催化劑固體的表面積可提高化學反應速率。右圖表示在其他條件不變時，反應2NO（g）＋2CO（g）2CO2（g）＋N2（g） 中，NO的濃度
c（NO）隨溫度（T）、催化劑表面積（S）和時間（t）的變化曲線。

①該反應的△H       0 （填“＞”或“＜”）。
②若催化劑的表面積S1＞S2，在右圖中畫出c（NO） 在T1、S2條件下達到平衡過程中的變化曲線（并作相應標注）。

（1）C（s） + H2O（g） = CO（g） + H2（g） △H＝＋131.3kJ·mol-1   （3分，化學式、狀態(tài)錯誤0分；焓變數(shù)值、單位錯漏扣1分；計量數(shù)用分數(shù)表示與焓變相匹配也給分）
（2）①1.6×10－4 mol/（L·s）（2分，單位或有效數(shù)字錯漏扣1分）；（2分）
② 溫度升高，反應速度加快（2分），平衡向右移動（2分）
（3）① ＜（2分） ②見圖：（3分,其中曲線2分，標注1分）

解析試題分析：（1）已知：①H2（g）＋O2（g）＝H2 O（g）  △H＝－241.8kJ·mol－1，②C（s）＋O2（g）＝CO（g）   △H＝－110.5kJ·mol－1，則根據(jù)蓋斯定律可知②－①即得到熱化學方程式C（s） + H2O（g） = CO（g） + H2（g），所以該反應的反應熱△H＝－110.5kJ·mol－1＋241.8kJ·mol－1＝＋131.3kJ·mol-1。
（2）①1300oC時在1.0 L密閉容器內(nèi)經(jīng)過5s反應達到平衡，測得NO為8.0×10－4 mol，則反應中生成NO的濃度是8.0×10－4 mol/L，因此5s內(nèi)該反應的平均速率ν（NO）＝8.0×10－4 mol/L÷5s＝1.6×10－4 mol/（L·s）�；瘜W平衡常數(shù)是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，所以根據(jù)方程式N2（g）＋O2（g）2NO（g）可知，該溫度下該反應的平衡常數(shù)表達式K＝。
②N2（g）＋O2（g）2NO（g） △H0，這說明該反應是吸熱反應。升高溫度，反應速率增大，平衡向正反應方向移動，因此NO的排放量增大。
（3）①根據(jù)圖像可知，在固體催化劑的表面積不變的情況下，溫度為T2的曲線首先達到平衡狀態(tài)。溫度高反應速率快，到達平衡的時間少。因此溫度是T2＞T1。但溫度高平衡時NO的濃度大，這說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，因此正方應是放熱反應，即△H＜0。
②當質(zhì)量一定時，增大固體催化劑的表面積可提高化學反應速率，但催化劑不能改變平衡狀態(tài)。所以若催化劑的表面積S1＞S2，則在溫度為T1時，達到平衡的時間增加，但平衡狀態(tài)不變，因此圖像為。
考點：考查熱化學方程式的書寫、反應速率的計算、平衡常數(shù)表達式、外界條件對平衡狀態(tài)的影響以及圖像識別

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

碳、氮和鋁的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要作用。
（1）真空碳熱還原一氯化法可實現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁，其相關(guān)的熱化學方程式如下：
2Al2O3（s）+ 2AlCl3（g）+ 6C（s）＝6AlCl（g）+ 6CO（g）；△H＝ a kJ?mol-1
3AlCl（g）＝ 2Al（l）+ AlCl3（g）；△H＝ b kJ?mol-1
反應Al2O3（s）+ 3C（s）＝  2Al（l）+ 3CO（g）的△H＝           kJ?mol-1
（用含a、b的代數(shù)式表示）。
（2）用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應C（s）+ 2NO（g）N2（g）+ CO2（g）；△H=  Q kJ?mol-1。在T1℃時，反應進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下：

時間（min）
濃度（mol/L）
 		0
 		10
 		20
 		30
 		40
 		50
 
NO
 		1．00
 		0．68
 		0．50
 		0．50
 		0．60
 		0．60
 
N2
 		0
 		0．16
 		0．25
 		0．25
 		0．30
 		0．30
 
CO2
 		0
 		0．16
 		0．25
 		0．25
 		0．30
 		0．30
 
 
①0～10min內(nèi)，NO的平均反應速率v（NO）=              ，T1℃時，該反應的平衡常數(shù)K=            
②30min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡，根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是                （填字母編號）
a．通入一定量的NO               b．加入一定量的活性炭
c．加入合適的催化劑              d．適當縮小容器的體積
③若30min后升高溫度至T2℃，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3：1：1，則Q         0（填“＞”或“＜”）。
④在恒容絕熱條件下，能判斷該反應一定達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是                   （填選項編號）
a．單位時間內(nèi)生成2nmol NO（g）的同時消耗nmol CO2（g）
b．反應體系的溫度不再發(fā)生改變
c．混合氣體的密度不再發(fā)生改變

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

化學反應過程中發(fā)生物質(zhì)變化的同時，常常伴有能量的變化。這種能量的變化常以熱量的形式表現(xiàn)出來，叫做反應熱。由于反應的情況不同，反應熱可以分為許多種，如燃燒熱和中和熱等。
（1）下列 △ H 表示物質(zhì)燃燒熱的是          （填字母編號）。

（2）依據(jù)上述熱化學方程式，稀硝酸與氫氧化鉀溶液發(fā)生中和反應的熱化學方程式為                                      （其中熱效應從上述 △H1 ~△H7盡中選�。�。
（3）中和熱的測定是高中化學的定量實驗之一。 50 mL0.50 mol/L 鹽酸與 50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱。從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種儀器是。大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值將會（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

碳、氮和鋁的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要的作用。
（1）真空碳熱還原—氯化法可實現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁，其相關(guān)的熱化學方程式如下：
①2Al2O3(s)＋2AlCl3(g)＋6C(s) = 6AlCl(g)＋6CO(g)    ΔH＝a kJ·mol－1
②3AlCl(g) ＝ 2Al(l)＋AlCl3(g)  ΔH＝b kJ·mol－1
反應：Al2O3(s)＋3C(s)＝2Al(l)＋3CO(g)的ΔH ＝     kJ·mol－1 (用含a、b的代數(shù)式表示)；
（2）用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應C(s)+2NO(g)  N2(g)+CO2(g) ΔH ="Q" kJ·mol－1。在T1℃時，反應進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下：

           時間/min
濃度/mol/L
0
10
20
30
40
50
NO
1．00
0．68
0．50
0．50
0．60
0．60
N2
0
0．16
0．25
0．25
0．30
0．30
CO2
0
0．16
0．25
0．25
0．30
0．30
 
①0～10 min內(nèi)，NO的平均反應速率v(NO)＝              ，T1℃時，該反應的平衡常數(shù)＝                    。
②30 min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡，根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是            (填字母編號)。
A．通入一定量的NO            B．加入一定量的活性炭
C．加入合適的催化劑           D．適當縮小容器的體積
③在恒容條件下，能判斷該反應一定達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是    (填選項編號)。
A．單位時間內(nèi)生成2 n mol NO(g)的同時消耗n mol CO2(g)   
B．反應體系的溫度不再發(fā)生改變
C．混合氣體的密度不再發(fā)生改變
D 反應體系的壓強不再發(fā)生改變

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（1）在101kPa下，CH4(g)、H2(g)、C(s)的燃燒熱分別為890.3kJ?mo1—1、285.8kJ?mo1—1和393.5kJ?mo1—1，則反應C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反應熱ΔH=         。
（2）已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   ΔH1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)   ΔH2
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH3
①液態(tài)水轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水的熱化學方程式為                          。
②CO和H2分別燃燒生成CO2 (g)和H2O(g)，欲得到相同熱量，所需CO和H2的體積比是       。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

研究二氧化硫、氮氧化物、PM2.5等大氣污染物的治理具有重要意義。
（1）對PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。若測得該試樣中除H+和OH﹣外其它水溶性離子的化學組分及其平均濃度如下表：

離子
K+
Na+
NH4+
SO42-
NO3﹣
Cl﹣
濃度/mol·L-1
4×10-6
6×10-6
2×10-5
4×10-5
3×10-5
2×10-5
 
根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷試樣的pH =        
（2）含SO2的工業(yè)廢氣處理：廢氣的將含有SO2的廢氣通過裝有石灰石漿液的脫硫裝置可以除去其中的二氧化硫，在廢氣脫硫的過程中，所用的石灰石漿液在進入脫硫裝置前，需通一段時間的二氧化碳，以增加其脫硫效率；脫硫時控制漿液的pH值，此時漿液含有的亞硫酸氫鈣可以被氧氣快速氧化生成硫酸鈣。
二氧化碳與石灰石漿液反應得到的產(chǎn)物為             。
亞硫酸氫鈣被足量氧氣氧化生成硫酸鈣的化學方程式為                。
（3）汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化。
①已知氣缸中生成NO的反應為：N2(g)+O2(g） 2NO(g） H＞0
汽車啟動后，氣缸溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，原因是                 。
②在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器，使NO和CO迅速發(fā)生反應轉(zhuǎn)化成對環(huán)境無污染的氣體，可減少CO和NO的污染，反應的化學方程式為              。
（4）用CH4催化還原NOx可消除氮的氧化物的污染。例如：
CH4(g)＋4NO2(g）＝ 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g）△H＝－574kJ·mol—1
CH4(g)＋4NO(g）＝ 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g）△H＝－1160kJ·mol—1
H2O(g）＝ H2O(l）△H＝－144kJ·mol—1
取標準狀況下4.48LCH4還原NO2和NO的混合物，若氮氧化物完全被還原，且生成H2O(l)，則放出的總熱量Q的取值范圍是              。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

人類活動產(chǎn)生的CO2長期積累，威脅到生態(tài)環(huán)境，其減排問題受到全世界關(guān)注。
（1）工業(yè)上常用高濃度的K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用電解法使K2CO3溶液再生，其裝置示意圖如下：

在陽極區(qū)發(fā)生的反應包括                    和H ++ HCO3-=H2O+CO2↑。
簡述CO32-在陰極區(qū)再生的原理                。
（2）再生裝置中產(chǎn)生的CO2和H2在一定條件下反應生成甲醇等產(chǎn)物，工業(yè)上利用該反應合成甲醇。
已知：25 ℃，101 KPa下：
H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(g)  Δ H1=" -242" kJ/mol
CH3OH(g)+3/2 O2(g)=CO2 (g)+2 H2O(g)  Δ H2=" -676" kJ/mol
寫出CO2和H2生成氣態(tài)甲醇等產(chǎn)物的熱化學方程式          。
下面表示合成甲醇的反應的能量變化示意圖，其中正確的是     （填字母序號）。

a                    b                   c                   d
（3）微生物燃料電池是一種利用微生物將化學能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。已知某種甲醇
微生物燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，示意圖如下：

該電池外電路電子的流動方向為           （填寫“從A到B”或“從B到A”）。
工作結(jié)束后，B電極室溶液的pH與工作前相比將         （填寫“增大”、“減小”或“不變”，溶液體積變化忽略不計）。
A電極附近甲醇發(fā)生的電極反應式為            。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

100℃時，在1L恒溫恒容的密閉容器中，通入0.1 mol N2O4，發(fā)生反應：N2O4(g) 2NO2(g);△H=" +57.0" kJ·mol-1，NO2和N2O4的濃度如圖甲所示。NO2和N2O4的消耗速率與其濃度的關(guān)系如乙圖所示，

（1）在0～60s內(nèi)，以N2O4表示的平均反應速率為                    mol·L-1·s-1。
（2）根據(jù)甲圖中有關(guān)數(shù)據(jù)，計算100℃時該反應的平衡常數(shù)K1=              =0.36mol.L-1.S-1
若其他條件不變，升高溫度至120℃，達到新平衡的常數(shù)是k2，則k1       k2（填“＞”、“＜”或“＝”）。（3）反應進行到100s時，若有一項條件發(fā)生變化，變化的條件可能是                   。
A．降低溫度  B．通入氦氣使其壓強增大   C．又往容器中充入N2O4  D．增加容器體積
（4）乙圖中, 交點A表示該反應的所處的狀態(tài)為             。
A．平衡狀態(tài)     B．朝正反應方向移動     C．朝逆反應方向移動     D．無法判斷
（5）已知N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)         △H=" +67.2" kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)  △H=" -534.7" kJ·mol-1
N2O4(g) 2NO2(g)          △H=" +57.0" kJ·mol-1
則2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)      △H=           kJ·mol-1

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

到目前為止，由化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芑螂娔苋匀皇侨祟愂褂米钪饕哪茉础?br />（1）化學反應中放出的熱能（焓變，ΔH）與反應物和生成物的鍵能（E）有關(guān)。
已知：H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g) ΔH＝－185kJ/mol
E（H－H）＝436 kJ/mol，E（Cl－Cl）＝247 kJ/mol
則E（H－Cl）＝                                       ；
（2）已知：Fe2O3(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－25kJ/mol
3 Fe2O3(s)＋CO(g)＝2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－47kJ/mol
Fe3O4(s)＋CO(g)＝3FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋19kJ/mol
請寫出CO還原FeO的熱化學方程式：                           ；
最近，又有科學家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池，其效率更高。一個電極通入空氣，另一個電極通入汽油蒸汽。其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3（Y：釔）的ZrO2（Zr：鋯） 固體，它在高溫下能傳導O2-離子（其中氧化反應發(fā)生完全）。以丁烷（C4H10）代表汽油。
①電池的正極反應式為                                               ____  ；
②放電時固體電解質(zhì)里的O2-離子的移動方向是向       極移動（填正或負）。 

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